رباعي هيدريد الكربون، المعروف أيضًا باسم الميثان، هو غاز عديم اللون والرائحة وقابل للاشتعال وصيغته الكيميائية CH4. وهو المكون الرئيسي للغاز الطبيعي ويستخدم كمصدر للوقود والمواد الخام في العديد من العمليات الصناعية.
| اسم الأيوباك | الميثان |
| الصيغة الجزيئية | CH4 |
| CAS رقم | 74-82-8 |
| المرادفات | غاز المستنقع، CH4 |
| إنتشي | إن تشي = 1S/CH4/h1H4 |
خصائص رباعي هيدريد الكربون
صيغة رباعي هيدريد الكربون
الصيغة الكيميائية لرباعي هيدريد الكربون هي CH4، وهو غاز عديم اللون والرائحة وهو المكون الرئيسي للغاز الطبيعي.
رباعي هيدريد الكربون الكتلة المولية
الكتلة المولية للميثان هي 16.04 جم/مول. هذه هي كتلة مول واحد من جزيئات الميثان، وتستخدم لحساب عدد الجزيئات في كتلة معينة من المادة.
نقطة غليان رباعي هيدريد الكربون
درجة غليان الميثان هي -162 درجة مئوية. وهذا يعني أنه عند درجة الحرارة هذه، يساوي ضغط بخار الميثان الضغط الجوي ويبدأ السائل في الغليان.
نقطة انصهار رباعي هيدريد الكربون
نقطة انصهار الميثان هي -182.5 درجة مئوية. هذه هي درجة الحرارة التي يتحول عندها الشكل الصلب للميثان إلى سائل.
كثافة رباعي هيدريد الكربون جم/مل
تبلغ كثافة الميثان عند درجة الحرارة والضغط القياسيين 0.717 جم/مل. وهذا يعني أن حجم الملليلتر الواحد من الميثان كتلته 0.717 جرام.
الوزن الجزيئي لرباعي هيدريد الكربون
يبلغ الوزن الجزيئي للميثان 16.04 جم/مول، وهو مجموع الأوزان الذرية لذرات الهيدروجين الأربع وذرة كربون واحدة في جزيء الميثان.
هيكل رباعي هيدريد الكربون
يحتوي الميثان على بنية جزيئية رباعية السطوح، مع وجود ذرة الكربون في المركز وذرات الهيدروجين الأربع المرتبطة بها. تبلغ زوايا الرابطة في الميثان 109.5 درجة، ويبلغ طول الرابطة حوالي 1.09 أنجستروم. الجزيء غير قطبي، مما يعني أنه لا يحتوي على عزم ثنائي القطب كهربائي دائم، بسبب بنيته المتماثلة. الميثان هو غاز ذو درجة حرارة وضغط قياسيين ويستخدم كمصدر للوقود وكمادة وسيطة في العديد من العمليات الصناعية.
| مظهر | غاز عديم اللون |
| جاذبية معينة | 0.554 (الهواء = 1) |
| لون | عديم اللون |
| يشم | عديم الرائحة |
| الكتلة المولية | 16.04 جرام/مول |
| كثافة | 0.717 جم / مل عند درجة الحرارة والضغط القياسيين |
| نقطة الانصهار | -182.5 درجة مئوية |
| نقطة الغليان | -162 درجة مئوية |
| نقطة فلاش | لا يوجد |
| الذوبان في الماء | 1.15 جرام/لتر |
| الذوبان | قابل للذوبان في المذيبات العضوية |
| ضغط البخار | لا يوجد |
| كثافة بخار | 0.554 (الهواء = 1) |
| pKa | لا يوجد |
| الرقم الهيدروجيني | لا يوجد |
السلامة ومخاطر رباعي هيدريد الكربون
رباعي هيدريد الكربون (الميثان) هو غاز قابل للاشتعال قد يشتعل أو ينفجر إذا تعرض لمصدر اشتعال. وفي الأماكن الضيقة، يمكن أن يحل الميثان محل الأكسجين ويسبب الاختناق. ويعد الميثان أيضًا أحد الغازات الدفيئة القوية، ويساهم في تغير المناخ. عند التعامل مع غاز الميثان، من المهم اتخاذ احتياطات السلامة المناسبة واتباع اللوائح المحلية ومعايير الصناعة.
| رموز الخطر | فلام. غاز |
| وصف الأمان | 2/2/2 |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | UN1956 |
| رمز النظام المنسق | 2709.00.90 |
| فئة الخطر | 2.1 |
| مجموعة التعبئة | لا يوجد |
| تسمم | استنشاق تركيزات عالية من غاز الميثان يمكن أن يسبب الاختناق ونزوح الأكسجين في الأماكن الضيقة. |
طرق تصنيع رباعي هيدريد الكربون
يمكن تصنيع رباعي هيدريد الكربون (الميثان) بعدة طرق، بما في ذلك الطرق البيولوجية والكيميائية والحرارية. الطريقة الأكثر شيوعًا للتوليف هي من خلال العملية البيولوجية لتكوين الميثان، والتي تتضمن الكائنات الحية الدقيقة مثل العتائق الميثانوية والبكتيريا التي تنتج الميثان كمنتج ثانوي لعملية التمثيل الغذائي. في العملية الكيميائية، يمكن إنتاج الميثان عن طريق تفاعل ثاني أكسيد الكربون مع غاز الهيدروجين في وجود محفز. بالإضافة إلى ذلك، يمكن إنتاج الميثان من الفحم أو الغاز الطبيعي من خلال العمليات الكيميائية الحرارية، مثل التغويز أو الانحلال الحراري. وتنطوي هذه الطرق على تسخين مصدر الوقود إلى درجات حرارة عالية في غياب الأكسجين، مما ينتج عنه خليط من الغازات، بما في ذلك غاز الميثان، الذي يمكن فصله وتنقيته قبل الاستخدام.
استخدامات رباعي هيدريد الكربون
رباعي هيدريد الكربون (الميثان) هو مصدر طاقة متعدد الاستخدامات ويستخدم على نطاق واسع، وله تطبيقات في مختلف الصناعات، بما في ذلك توليد الطاقة والتدفئة والنقل والزراعة. وهو مكون رئيسي للغاز الطبيعي ويستخدم كوقود لتدفئة المنازل وطهي الطعام. وفي صناعة توليد الطاقة، يتم حرق غاز الميثان لإنتاج البخار، الذي يشغل التوربينات لإنتاج الكهرباء. وفي قطاع النقل، يتم استخدامه كوقود للمركبات والشحن. ويستخدم الميثان أيضًا كمادة خام في إنتاج المواد الكيميائية، مثل الميثانول والهيدروجين، ويستخدم في صناعة التبريد كغاز تبريد. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم الميثان في الزراعة كوقود لمضخات الري وفي تربية الماشية لتدفئة الإسطبلات، فضلاً عن استخدامه كمصدر للطاقة في علف الحيوانات.